CN112404279A - 柔性模具板材定位装置及结合定位方法和自动定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性模具板材定位装置及结合定位方法和自动定位方法，其中柔性模具板材定位装置，包括在板材两侧相对布置的板材定位单元，板材定位单元主要由液压缸、伸缩杆、弹簧和万向转头组成；伸缩杆一端与液压缸的活塞杆同轴连接；液压缸的活塞杆在位于缸筒内部分套设有弹簧，弹簧的两端分别与缸筒和活塞抵接配合；伸缩杆另一端与万向转头连接，万向转头与板材接触配合。本发明实现了固定定位到柔性化定位的转变，对板材的初始位置和成形全过程进行约束，防止板材在成形过程中发生窜动，提升品质，同时减少了模具板材定位整改时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度，减少了人工成本。

Description

柔性模具板材定位装置及结合定位方法和自动定位方法

技术领域

本发明涉及汽车加工制造技术领域，具体涉及一种柔性模具板材定位装置及结合定位方法和自动定位方法。

背景技术

现有模具中，每套模具均需配备板材定位装置，常用板材定位装置——定位板仅对板材的初始位置进行定位。

冲压成型时，通常采用传统的固定定位板对板料进行定位，固定定位板由两部分钢板（定位直板及安装板）通过焊接的方式连接在一起，安装板上加工有螺纹过孔及销钉孔，螺钉通过螺纹过孔将安装板固定在拉延模的压边圈上，此后通过销钉进行精确定位。

由于传统定位装置固定不动，因而仅对板材初始位置进行定位，成形过程中对板材无约束作用。板材成形过程中，由于板材内收，板材与定位装置无接触，无法起到限制板材移动的效果，板材易发生窜动，容易导致不良品质的问题出现。品质问题出现后，需对初始定位进行调整，因为为螺钉固定，故调整耗费工时且精度较低。

并且，当板材规格发生变更时，需对模具定位进行调整，即调整螺栓进行调整，另外当板材尺寸变化量较大时，还需对模具让位孔进行铣削加工，消耗较多工时，且对应困难。另外由于定位装置初始位置及加工调整位置均需人工标记测量，精度较差，速度较慢，影响效率。

为解决常用定位装置在成形过程中对板材无约束作用的问题，现有技术中可采用可动定位板进行对应解决。可动定位板由定位直板和弯折板构成，两者通过铰接方式垂直相连，定位直板用于板材水平位置定位，弯折板可随板材成形下压而发生转动，全程与板材接触，实现对板材的约束作用，但水平约束作用有限。其与传统定位装置相比具备可调性，但定位位置调整方法与传统定位装置相同，在问题出现时，需要通过人工多次调整，无法达到实时调整的效果，仍然耗费人力工时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性模具板材定位装置及结合定位方法和自动定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种柔性模具板材定位装置，包括在板材两侧相对布置的板材定位单元，板材定位单元主要由液压缸、伸缩杆、弹簧和万向转头组成；

伸缩杆一端与液压缸的活塞杆同轴连接，由液压缸提供伸缩杆水平移动的驱动力；

液压缸的活塞杆在位于缸筒内部分套设有弹簧，弹簧的两端分别与缸筒和活塞抵接配合；

伸缩杆另一端与万向转头连接，万向转头与板材接触配合。

所述伸缩杆与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

所述伸缩杆在朝向液压缸的活塞杆一端设有定位孔，活塞杆伸入带定位孔中，且伸缩杆上穿过有径向的锁紧螺钉，锁紧螺钉的端部与活塞杆抵接，使伸缩杆与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

所述活塞杆上设有刻度。

还包括检测传感器，检测传感器用于检测板材相对于万向转头的位置；检测传感器的信号输入端与控制系统连接，控制系统的信号输出端与液压缸连接。

所述检测传感器位于万向转头与板材接触的一端。

一种柔性模具板材结合定位方法，使用所述的柔性模具板材定位装置，具体步骤如下：

1）成形初始：液压缸处于无压状态，弹簧无压缩，通过调节伸缩杆相对于活塞杆的位置，使万向转头与板材刚好接触，从而确定定位装置的初始位置，然后锁紧伸缩杆与活塞杆；

2）成形过程：板材开始成形时，液压缸开始加压，随着板材内收，在压力驱动下弹簧压缩，伸缩杆水平向内移动，而与之相连的万向转头也水平内移；同时，由于万向转头与板材的接触点随着成形逐渐偏移，万向转头在反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动；

3）成形结束：成形结束后，液压缸卸压，弹簧恢复初始状态，在弹力驱动下，伸缩杆和万向转头水平外移，直至恢复至初始位置，随后取出制件。

一种柔性模具板材自动定位方法，使用所述的柔性模具板材定位装置，具体步骤如下：

1）成形初始：当板材放置在模具上时，检测传感器自动检测板材位置，并把信号传递给控制系统，控制系统控制两侧液压缸的活塞杆同时向内移动，直至两侧万向转头均与板材接触，伸缩杆停止运动，此时板材居中定位；同时，液压缸施加初始设置压力，在保证板材不变形的基础上夹紧板材；

2）成形过程：板材开始成形时，控制系统通过检测传感器的检测信号，控制液压缸加压，随着板材内收，液压缸持续加压，弹簧压缩，伸缩杆水平向内移动，而与之相连的万向转头也水平内移；同时，由于万向转头与板材的接触点随着成形逐渐偏移，万向转头在反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动；

3）成形结束：成形结束后，控制系统通过压机反馈信号，控制液压缸卸压，弹簧恢复初始状态，在弹力驱动下，伸缩杆和万向转头水平外移，直至恢复至初始位置，随后取出制件。

本发明的装置的有益效果：

1、本发明实现了固定定位到柔性化定位的转变，对板材的初始位置和成形全过程进行约束，解决了现有“一模一定位”问题及定位装置在板材成形过程中对板材的无约束问题，防止板材在成形过程中发生窜动，提升品质，同时减少了模具板材定位整改时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度，减少了人工成本。

2、本发明具有普适性，初始位置可调节范围大，万向转头转动灵活，可满足板材规格变动较大或者内收量较大的情况。

本发明的结合定位方法的有益效果：

1、本发明旨在实现模具板材定位装置对板材成形的全过程约束和初始位置的量化调节，通过液压缸驱动下的伸缩杆的移动以及与之相连的万向转头的转动，实现成形过程中板材与定位装置的全过程接触，解决现有定位装置在板材成形过程中对板材的零约束问题。同时通过调整伸缩杆长度，实现定位装置初始位置的精确确定，减少板材定位装置调整时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度。

2、本发明能实现定位装置初始位置的量化调节：成形初始通过读取活塞杆上的刻度值，将伸缩杆相对于活塞杆的位置调节至合适长度，使万向转头与板材刚好接触，可确定定位装置的初始位置。操作过程方便高效，精度高，减少了模具定位调整的人工作业时间和成本。

3、本发明通过定位装置中万向转头的水平移动和转动，实现对板材的全过程接触和约束：板材成形过程中，在液压缸压力驱动下，弹簧压缩、伸缩杆及万向转头水平内移，同时，万向转头在板材反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动，提高板材成形质量。

本发明的自动定位方法的有益效果：

1、本发明旨在实现模具板材定位装置初始位置的自动化调节及对板材成形的全过程约束，首先通过自动检测传感器检测板材位置，然后传递信号至控制系统，通过控制系统控制微型液压缸加压，从而使伸缩杆随着成型过程中板材的移动持续伸缩，实现成形过程中板材与定位装置的全过程接触，解决现有定位装置在板材成形过程中对板材的无约束问题，实现模具定位的柔性化，减少板材定位装置调整时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度，成形完成后，压机信号反馈至该定位装置的控制系统，液压缸可自动复位至初始位置。

2、本发明通过自动检测板材位置，实现定位装置初始位置的自动化调节，精度高，速度快，减少人工作业时间和成本。

3、本发明也能实现定位装置初始位置的量化调节，装置装配时通过读取活塞杆上的刻度值，将伸缩杆相对于活塞杆的位置调节至合适长度，使两个万向转头之间的间距满足板材规格，其初始位置可调节范围大，可满足多种板材规格的适用情况。

4、本发明通过控制系统下液压缸的加压，实现万向转头的水平移动和转动，从而实现定位装置和板材的全过程接触和约束，提高板材成形质量。

附图说明

图1是本发明实施例一处于成形前的示意图；

图2是本发明实施例一处于成形后的示意图；

图3是本发明实施例一中单侧板材定位单元的示意图；

图4是本发明实施例二处于成形前的示意图；

图5是本发明实施例二处于成形后的示意图；

图6是本发明实施例二中单侧板材定位单元的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例一：

如图1至图3所示，本实施例的一种柔性模具板材定位装置，包括在板材两侧相对布置的板材定位单元，板材定位单元主要由液压缸1、伸缩杆3、弹簧2和万向转头4组成。

伸缩杆3一端与液压缸1的活塞杆同轴连接，由液压缸1提供伸缩杆3水平移动的驱动力。且，伸缩杆3与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

本实施例中，伸缩杆3在朝向液压缸1的活塞杆一端设有定位孔，活塞杆伸入带定位孔中，且伸缩杆3上穿过有径向的锁紧螺钉7，锁紧螺钉7的端部与活塞杆抵接，使伸缩杆3与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

活塞杆上还设有刻度，以实现定位装置初始位置的量化调节。

液压缸1的活塞杆在位于缸筒内部分套设有弹簧2，弹簧2的两端分别与缸筒和活塞抵接配合。弹簧2主要用于实现伸缩杆的复位。

伸缩杆3另一端与万向转头4连接，万向转头4与板材接触配合。万向转头4主要通过在板材成形过程中的转动，实现定位装置与板材的全过程接触，从而实现全约束。

本实施例还公开了一种柔性模具板材结合定位方法，使用实施例一所述的柔性模具板材定位装置，具体步骤如下：

1）成形初始：液压缸1处于无压状态，弹簧2无压缩，通过调节伸缩杆3相对于活塞杆的位置，使万向转头4与板材刚好接触，从而确定定位装置的初始位置，然后锁紧伸缩杆3与活塞杆；

2）成形过程：板材开始成形时，液压缸1开始加压，随着板材内收，在压力驱动下弹簧2压缩，伸缩杆3水平向内移动，而与之相连的万向转头4也水平内移；同时，由于万向转头4与板材的接触点随着成形逐渐偏移，万向转头4在反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动；

3）成形结束：成形结束后，液压缸1卸压，弹簧2恢复初始状态，在弹力驱动下，伸缩杆3和万向转头4水平外移，直至恢复至初始位置，随后取出制件。

本发明实现了板材定位装置对板材成形的全过程约束和初始位置的量化调节，解决了现有定位装置在板材成形过程中对板材的零约束问题，防止板材在成形过程中发生窜动，同时减少了模具板材定位整改时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度，减少了人工成本。

本发明旨在实现模具板材定位装置对板材成形的全过程约束和初始位置的量化调节，通过液压缸驱动下的伸缩杆的移动以及与之相连的万向转头的转动，实现成形过程中板材与定位装置的全过程接触，解决现有定位装置在板材成形过程中对板材的零约束问题。同时通过调整伸缩杆长度，实现定位装置初始位置的精确确定，减少板材定位装置调整时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度。

本发明能实现定位装置初始位置的量化调节：成形初始通过读取活塞杆上的刻度值，将伸缩杆相对于活塞杆的位置调节至合适长度，使万向转头与板材刚好接触，可确定定位装置的初始位置。操作过程方便高效，精度高，减少了模具定位调整的人工作业时间和成本。

本发明通过定位装置中万向转头的水平移动和转动，实现对板材的全过程接触和约束：板材成形过程中，在液压缸压力驱动下，弹簧压缩、伸缩杆及万向转头水平内移，同时，万向转头在板材反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动，提高板材成形质量。

本发明具有普适性，初始位置可调节范围大，万向转头转动灵活，可满足板材规格变动较大或者内收量较大的情况。

实施例二：

如图4至图6所示，本实施例的一种柔性模具板材定位装置，包括在板材两侧相对布置的板材定位单元，板材定位单元主要由液压缸1、伸缩杆3、弹簧2和万向转头4组成。

伸缩杆3一端与液压缸1的活塞杆同轴连接，由液压缸1提供伸缩杆3水平移动的驱动力。且，伸缩杆3与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

本实施例中，伸缩杆3在朝向液压缸1的活塞杆一端设有定位孔，活塞杆伸入带定位孔中，且伸缩杆3上穿过有径向的锁紧螺钉7，锁紧螺钉7的端部与活塞杆抵接，使伸缩杆3与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

活塞杆上还设有刻度，以实现定位装置初始位置的量化调节。装置装配时通过读取活塞杆上的刻度值，将伸缩杆3相对于活塞杆的位置调节至合适长度，使两个万向转头4之间的间距满足板材规格，其初始位置可调节范围大，可满足多种板材规格的适用情况。

液压缸1的活塞杆在位于缸筒内部分套设有弹簧2，弹簧2的两端分别与缸筒和活塞抵接配合。弹簧2主要用于实现伸缩杆的复位。

伸缩杆3另一端与万向转头4连接，万向转头4与板材接触配合。万向转头4主要通过在板材成形过程中的转动，实现定位装置与板材的全过程接触，从而实现全约束。

还包括检测传感器5，检测传感器5用于检测板材相对于万向转头4的位置。检测传感器5的信号输入端与控制系统6连接，控制系统6的信号输出端与液压缸1连接。控制系统6主要是处理检测传感器5和压机提供的信号，实现对液压缸1的自动控制。

本实施例中，检测传感器5位于万向转头4与板材接触的一端。

本实施例还公开了一种柔性模具板材自动定位方法，其特征在于实施例二所述的柔性模具板材定位装置，具体步骤如下：

1）成形初始：当板材放置在模具上时，检测传感器5自动检测板材位置，并把信号传递给控制系统6，控制系统6控制两侧液压缸1的活塞杆同时向内移动，直至两侧万向转头4均与板材接触，伸缩杆3停止运动，此时板材居中定位；同时，液压缸1施加初始设置压力，在保证板材不变形的基础上夹紧板材；

2）成形过程：板材开始成形时，控制系统6通过检测传感器5的检测信号，控制液压缸4加压，随着板材内收，液压缸4持续加压，弹簧2压缩，伸缩杆3水平向内移动，而与之相连的万向转头4也水平内移；同时，由于万向转头4与板材的接触点随着成形逐渐偏移，万向转头4在反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动；

3）成形结束：成形结束后，控制系统6通过压机反馈信号，控制液压缸1卸压，弹簧5恢复初始状态，在弹力驱动下，伸缩杆3和万向转头4水平外移，直至恢复至初始位置，随后取出制件。

本发明实现了传统模具为固定定位到柔性化高精度的板材定位的转变，对板材的初始位置和成形全过程进行自动高精度的约束，解决了现有“一模一定位”问题及定位装置在板材成形过程中对板材的无约束问题，防止板材在成形过程中发生窜动，提升品质，同时减少了模具板材定位整改时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度，减少了人工成本。

本发明旨在实现模具板材定位装置初始位置的自动化调节及对板材成形的全过程约束，首先通过自动检测传感器检测板材位置，然后传递信号至控制系统，通过控制系统控制微型液压缸加压，从而使伸缩杆随着成型过程中板材的移动持续伸缩，实现成形过程中板材与定位装置的全过程接触，解决现有定位装置在板材成形过程中对板材的无约束问题，实现模具定位的柔性化，减少板材定位装置调整时的消耗工时，提升了定位调整的精度和速度，成形完成后，压机信号反馈至该定位装置的控制系统，液压缸可自动复位至初始位置。

本发明通过自动检测板材位置，实现定位装置初始位置的自动化调节，精度高，速度快，减少人工作业时间和成本。

.本发明也能实现定位装置初始位置的量化调节，装置装配时通过读取活塞杆上的刻度值，将伸缩杆相对于活塞杆的位置调节至合适长度，使两个万向转头之间的间距满足板材规格，其初始位置可调节范围大，可满足多种板材规格的适用情况。

本发明通过控制系统下液压缸的加压，实现万向转头的水平移动和转动，从而实现定位装置和板材的全过程接触和约束，提高板材成形质量。

本发明具有普适性，初始位置可调节范围大，万向转头转动灵活，可满足板材规格变动较大或者内收量较大的情况。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (8)

1.一种柔性模具板材定位装置，其特征在于：包括在板材两侧相对布置的板材定位单元，板材定位单元主要由液压缸、伸缩杆、弹簧和万向转头组成；

伸缩杆一端与液压缸的活塞杆同轴连接，由液压缸提供伸缩杆水平移动的驱动力；

液压缸的活塞杆在位于缸筒内部分套设有弹簧，弹簧的两端分别与缸筒和活塞抵接配合；

伸缩杆另一端与万向转头连接，万向转头与板材接触配合。

2.根据权利要求1所述的柔性模具板材定位装置，其特征在于：所述伸缩杆与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

3.根据权利要求2所述的柔性模具板材定位装置，其特征在于：所述伸缩杆在朝向液压缸的活塞杆一端设有定位孔，活塞杆伸入带定位孔中，且伸缩杆上穿过有径向的锁紧螺钉，锁紧螺钉的端部与活塞杆抵接，使伸缩杆与活塞杆形成之间轴向可调式锁紧配合。

4.根据权利要求2所述的柔性模具板材定位装置，其特征在于：所述活塞杆上设有刻度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的柔性模具板材定位装置，其特征在于：还包括检测传感器，检测传感器用于检测板材相对于万向转头的位置；检测传感器的信号输入端与控制系统连接，控制系统的信号输出端与液压缸连接。

6.根据权利要求5所述的柔性模具板材定位装置，其特征在于：所述检测传感器位于万向转头与板材接触的一端。

7.一种柔性模具板材结合定位方法，其特征在于使用权利要求2-4任一项所述的柔性模具板材定位装置，具体步骤如下：

1）成形初始：液压缸处于无压状态，弹簧无压缩，通过调节伸缩杆相对于活塞杆的位置，使万向转头与板材刚好接触，从而确定定位装置的初始位置，然后锁紧伸缩杆与活塞杆；

2）成形过程：板材开始成形时，液压缸开始加压，随着板材内收，在压力驱动下弹簧压缩，伸缩杆水平向内移动，而与之相连的万向转头也水平内移；同时，由于万向转头与板材的接触点随着成形逐渐偏移，万向转头在反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动；

3）成形结束：成形结束后，液压缸卸压，弹簧恢复初始状态，在弹力驱动下，伸缩杆和万向转头水平外移，直至恢复至初始位置，随后取出制件。

8.一种柔性模具板材自动定位方法，其特征在于使用权利要求5或6所述的柔性模具板材定位装置，具体步骤如下：

1）成形初始：当板材放置在模具上时，检测传感器自动检测板材位置，并把信号传递给控制系统，控制系统控制两侧液压缸的活塞杆同时向内移动，直至两侧万向转头均与板材接触，伸缩杆停止运动，此时板材居中定位；同时，液压缸施加初始设置压力，在保证板材不变形的基础上夹紧板材；

2）成形过程：板材开始成形时，控制系统通过检测传感器的检测信号，控制液压缸加压，随着板材内收，液压缸持续加压，弹簧压缩，伸缩杆水平向内移动，而与之相连的万向转头也水平内移；同时，由于万向转头与板材的接触点随着成形逐渐偏移，万向转头在反向作用力下发生转动，始终与板材接触，并对板材产生约束，防止板材在成形过程中发生窜动；

3）成形结束：成形结束后，控制系统通过压机反馈信号，控制液压缸卸压，弹簧恢复初始状态，在弹力驱动下，伸缩杆和万向转头水平外移，直至恢复至初始位置，随后取出制件。

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